金属资源的利用和保护

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1、第八单元 金属和金属材料课题3 金属资源的利用和保护第二课时P17P211.了解金属锈蚀的条件以及防止金属锈蚀的简单方法。了解金属锈蚀的条件以及防止金属锈蚀的简单方法。 2.知道废旧金属对环境的污染，认识回收利用废旧金属等金属知道废旧金属对环境的污染，认识回收利用废旧金属等金属资源保护的重要性。资源保护的重要性。 据有关资料报导，现在全世界每年被腐据有关资料报导，现在全世界每年被腐蚀而报废的金属设备和材料相当于年产量的蚀而报废的金属设备和材料相当于年产量的20%40%钢铁的最大的弱点就是容易生绣钢铁的最大的弱点就是容易生绣铁轨的锈蚀铁轨的锈蚀铁钉的生锈铁钉的生锈各种铁制品的锈蚀各种铁制品的锈蚀

2、 为了减少损失，为了减少损失，需要探究需要探究金属锈金属锈蚀的原因蚀的原因、防护防护的方法的方法和和废金属废金属的回收利用的回收利用金属锈蚀给人类金属锈蚀给人类带来了巨大的损带来了巨大的损失。失。全浸在水中全浸在水中干燥空气中干燥空气中一半在水中一半在水中食盐水中食盐水中稀稀H2SO4中中1、实验：探究铁生锈的条件、实验：探究铁生锈的条件1 2 3 4 5 一周后一周后铁钉沾了铁钉沾了酸液酸液: 铁钉严重锈蚀铁钉严重锈蚀铁钉浸没一半的在铁钉浸没一半的在食盐食盐水中水中：浸没在食盐水中的铁钉几乎全部生锈浸没在食盐水中的铁钉几乎全部生锈铁钉浸没铁钉浸没一半在水一半在水中中： 铁在空气、水的界铁在空

3、气、水的界面处生锈面处生锈铁钉铁钉完全浸没在水中完全浸没在水中（上面还加植物油）：（上面还加植物油）： 铁未生锈铁未生锈铁钉放在铁钉放在干燥的空气中干燥的空气中（加干燥剂等）：（加干燥剂等）： 铁未生锈铁未生锈全浸在水中全浸在水中稀稀H2SO4中中一半在水中一半在水中食盐水中食盐水中干燥空气中干燥空气中1 2 3 4 51铁生锈是铁与氧气、水等物质同时相互作用。（。（缓慢氧化,放热）2.在有酸性和盐条件下会加快生锈速率3铁锈（混合物）的主要成分是氧化 铁Fe2O3,红棕色. 结论结论:在空气中锈蚀，实际上是在空气中锈蚀，实际上是铁铁跟跟氧气氧气、水水等物质等物质相互作用，发生一系列复杂的相互作

4、用，发生一系列复杂的化学变化化学变化，使铁，使铁转化为转化为铁的化合物铁的化合物的过程。的过程。因此，铁与空气接触，又有水分时，最易生锈！因此，铁与空气接触，又有水分时，最易生锈！Fe2O3XH2O很很疏松，疏松，易吸水，不能阻碍里层的铁继续与易吸水，不能阻碍里层的铁继续与氧气、水蒸气反应，如不及时除去，会加快铁制品的生锈，氧气、水蒸气反应，如不及时除去，会加快铁制品的生锈，使铁全部被腐蚀。使铁全部被腐蚀。而铝不同，铝与氧气反应生成致密的而铝不同，铝与氧气反应生成致密的Al2O3薄膜，覆盖在薄膜，覆盖在铝的表面，从而保护里层的铝不再与氧气反应，所以铝耐铝的表面，从而保护里层的铝不再与氧气反应，

5、所以铝耐腐蚀。腐蚀。思考：思考：根据铜绿的化学式根据铜绿的化学式Cu2(OH)2CO3分析铜生锈分析铜生锈的条件又是什么？的条件又是什么？与氧气、水和二氧化碳接触与氧气、水和二氧化碳接触想一想想一想1 1、试管、试管、试管、试管4 4中为什么要用煮沸过的蒸馏水，且要中为什么要用煮沸过的蒸馏水，且要中为什么要用煮沸过的蒸馏水，且要中为什么要用煮沸过的蒸馏水，且要加入植物油？加入植物油？加入植物油？加入植物油？2 2、铝与氧气反应生成的氧化铝能起到保护里层、铝与氧气反应生成的氧化铝能起到保护里层、铝与氧气反应生成的氧化铝能起到保护里层、铝与氧气反应生成的氧化铝能起到保护里层铝的作用。铁锈是否也能保

6、护里层的铁呢？铝的作用。铁锈是否也能保护里层的铁呢？铝的作用。铁锈是否也能保护里层的铁呢？铝的作用。铁锈是否也能保护里层的铁呢？3 3、你能否根据铁生锈的条件提出防止铁制品生、你能否根据铁生锈的条件提出防止铁制品生、你能否根据铁生锈的条件提出防止铁制品生、你能否根据铁生锈的条件提出防止铁制品生锈的原理吗？锈的原理吗？锈的原理吗？锈的原理吗？是为了防止蒸馏水中溶有氧气。是为了防止蒸馏水中溶有氧气。是为了防止蒸馏水中溶有氧气。是为了防止蒸馏水中溶有氧气。不能，因为铁锈是疏松的。不能，因为铁锈是疏松的。不能，因为铁锈是疏松的。不能，因为铁锈是疏松的。怎么防止钢铁生锈呢怎么防止钢铁生锈呢？在在车车船船

7、的的表表面面喷喷油油漆漆在机械表面涂防锈油在机械表面涂防锈油在面盆、杯子、在面盆、杯子、等表面烧涂搪瓷等表面烧涂搪瓷此外，还可以在钢此外，还可以在钢铁表面镀上一层能铁表面镀上一层能起保护作用的其他起保护作用的其他金属。金属。如：在钢铁表面镀如：在钢铁表面镀锡、镀锌、和镀铬锡、镀锌、和镀铬镀铜镀铜氧气氧气水水生锈生锈2.2. 怎怎样样防止防止铁铁生生锈锈加上保加上保护层护层(1)(1)(1)(1)加上油漆、塑加上油漆、塑加上油漆、塑加上油漆、塑胶层胶层胶层胶层或油脂或油脂或油脂或油脂( ( ( (2 2 2 2) ) ) ) 镀镀镀镀上其他金上其他金上其他金上其他金属属属属, , , , 如如如

8、如镀锡镀锡镀锡镀锡或或或或铬铬铬铬等等等等罐头罐头是由是由镀锡铁制成镀锡铁制成。镀铬镀铬的浴室的浴室水笼头水笼头。(3)(3)使用使用使用使用铁铁铁铁合金合金合金合金用不用不锈钢制锈钢制造的器具造的器具2.防止铁生锈的方法防止铁生锈的方法(破坏破坏铁生锈的条件即可铁生锈的条件即可)：1.保持铁制品表面的洁净和干燥。保持铁制品表面的洁净和干燥。2.在铁制品表面涂油、刷漆、搪瓷、镀上在铁制品表面涂油、刷漆、搪瓷、镀上耐腐蚀的耐腐蚀的金属、烤蓝（金属、烤蓝（即表面生成致密的氧化膜保护层即表面生成致密的氧化膜保护层），使铁），使铁制品与空气隔绝。制品与空气隔绝。3.制成耐腐蚀的合金，制成耐腐蚀的合金，

9、如不锈钢，就是在钢中加入一点如不锈钢，就是在钢中加入一点镍和铬而制成的合金。镍和铬而制成的合金。三角架：三角架：钢线钢线(辐条）：辐条）：链条：链条：刷漆刷漆平时要保持自行车的洁净与干燥（或涂油）！平时要保持自行车的洁净与干燥（或涂油）！自行车防锈措施有哪些自行车防锈措施有哪些？讨论：讨论：钢圈：钢圈：镀一层耐腐蚀的金属镀一层耐腐蚀的金属镀铬镀铬涂油涂油3、除锈的方法：、除锈的方法：刀刮、砂纸打磨刀刮、砂纸打磨酸洗（酸洗（HClH2SO4）6HCl+Fe2O32FeCl3+3H2O注意：除锈时间不宜过长注意：除锈时间不宜过长3H2SO4+2Fe2O3=Fe2(SO4)3+3H2O图8-25 据

10、估计一些矿物可供开采的年限2.金属资源保护为什么要保护金属资源？金属矿物的储量是有限的，而且不能再生。金属矿物的储量是有限的，而且不能再生。每年大量的金属被腐蚀每年大量的金属被腐蚀(相当于年产量的相当于年产量的20%40%)2、怎样保护金属资源呢? 防止金属的腐蚀。金属的回收与利用。 有计划,合理地开采矿物,严禁不顾国家利益的乱采矿。寻找金属代用品。如以塑代钢。回收利用的意义回收利用的意义节约金属资源节约金属资源减少环境污染减少环境污染图8-26 金属的回收利用回收一个铝制的易拉罐比制造一个新的铝制的易拉罐回收一个铝制的易拉罐比制造一个新的铝制的易拉罐要便宜要便宜20%，而且还可以节约金属资源

11、和，而且还可以节约金属资源和95%能源。目前能源。目前世界上有世界上有50%以上的铁和以上的铁和90%以上的金得到回收利用。以上的金得到回收利用。金属回收利用的意义金属回收利用的意义节约金属资源节约金属资源减少环境污染减少环境污染反馈练习1.在下列情况下，埋在地下的铸铁管道腐蚀最快在下列情况下，埋在地下的铸铁管道腐蚀最快的是的是（）（）A.在潮湿、致密的土壤中在潮湿、致密的土壤中B.在干燥、致密的土壤中在干燥、致密的土壤中C.在潮湿、疏松的土壤中在潮湿、疏松的土壤中D.在干燥、疏松的土壤中在干燥、疏松的土壤中2.某运输用铁船，在水中行驶，最易生锈的部位是某运输用铁船，在水中行驶，最易生锈的部位

12、是()CB A.水面上的船头部分水面上的船头部分B.水面附近的船体部分水面附近的船体部分C.水面下的船底部分水面下的船底部分D.各部分都一样速度生锈各部分都一样速度生锈3.日常生活中的一些铁制品经常会被锈蚀。日常生活中的一些铁制品经常会被锈蚀。下列做法中不能起防锈作用的是（下列做法中不能起防锈作用的是（）在铁制品表面镀锌在铁制品表面镀锌在铁制品表面涂油脂在铁制品表面涂油脂保留铁件表面的铁锈作保护层保留铁件表面的铁锈作保护层在铁器表面刷油漆在铁器表面刷油漆自行车脏了用清水冲洗自行车脏了用清水冲洗用废酸液冲洗铁制污水管道用废酸液冲洗铁制污水管道切完咸菜后，尽快将菜刀洗净擦干切完咸菜后，尽快将菜刀洗

13、净擦干A.B.C.D.B4 4、做一氧化碳还原氧化铁的实验后，清洗试管、做一氧化碳还原氧化铁的实验后，清洗试管壁上留下的黑色物质时可选用的方法是（壁上留下的黑色物质时可选用的方法是（ ）A A、用大量水边冲边洗。、用大量水边冲边洗。 B B、用试管刷左右、上下猛烈刷。、用试管刷左右、上下猛烈刷。C C、用盐酸或稀硫酸清洗后再用水冲。、用盐酸或稀硫酸清洗后再用水冲。 D D、用肥皂粉清洗后再用水冲洗。、用肥皂粉清洗后再用水冲洗。C C5.全世界每年因生锈损失的钢铁约占世界全世界每年因生锈损失的钢铁约占世界钢铁年产量的钢铁年产量的1/4。某学生想探究铁生锈的条件，他将。某学生想探究铁生锈的条件，他

14、将干净的铁钉分别同时放入干净的铁钉分别同时放入A、B、C三支试管中进行研究。三支试管中进行研究。请你帮助该学生完成下列实验设计的内容：请你帮助该学生完成下列实验设计的内容：编号编号操作方法操作方法实验目的实验目的A探究铁在干燥空气中探究铁在干燥空气中的生锈情况的生锈情况B放入铁钉，注入蒸馏水放入铁钉，注入蒸馏水浸没铁钉，并用植物油浸没铁钉，并用植物油液封液封C探究铁在有空气和水探究铁在有空气和水时的生锈情况时的生锈情况加加热烘干烘干试管，小心放入管，小心放入铁钉，塞上塞子，塞上塞子探究探究铁在有水而无空气在有水而无空气（氧气）（氧气）时的生的生锈情况情况小心放入铁钉，注入蒸馏水，小心放入铁钉，

15、注入蒸馏水，使铁钉部分浸入水中使铁钉部分浸入水中一周后，编号为一周后，编号为_的试管中的铁钉最易的试管中的铁钉最易生锈。生锈。用相同材料制作，经过相同时间防锈处理的铁用相同材料制作，经过相同时间防锈处理的铁栏杆，安装在南方比安装在北方更易生锈，其原因是栏杆，安装在南方比安装在北方更易生锈，其原因是_。C南方比北方天气潮湿，铁更易生锈南方比北方天气潮湿，铁更易生锈A B C铁在干燥空气中铁在干燥空气中铁在有水而无空气铁在有水而无空气（氧气）时（氧气）时铁在有空气和水时铁在有空气和水时用植物用植物油液封油液封用橡皮塞用橡皮塞塞紧管口塞紧管口6.6.某课外兴趣小组对一批铁样品（含有杂质，杂质不溶于水

16、，某课外兴趣小组对一批铁样品（含有杂质，杂质不溶于水，也不与稀硫酸反应）进行分析，甲、乙、丙三位同学分别进也不与稀硫酸反应）进行分析，甲、乙、丙三位同学分别进行实验，其中只有一位同学所取用的稀硫酸与铁样品恰好完行实验，其中只有一位同学所取用的稀硫酸与铁样品恰好完全反应。实验数据如下表：全反应。实验数据如下表： 请你认真分析数据，回答下列问题：请你认真分析数据，回答下列问题： 哪位同学所取用的稀硫酸与铁样品恰好完全反应；哪位同学所取用的稀硫酸与铁样品恰好完全反应； 计算样品中铁的质量分数；计算样品中铁的质量分数；若生产若生产1000t这种纯度的铁，至这种纯度的铁，至少少需要含氧化铁需要含氧化铁(

17、Fe2O3)80%的赤铁矿多少吨？的赤铁矿多少吨？甲甲乙乙丙丙烧杯稀硫酸烧杯稀硫酸200g150g150g加入的铁样品加入的铁样品9g9g14g充分反应后，烧杯剩余物充分反应后，烧杯剩余物208.7g158.7g163.7g：(烧杯的质量为25.4g；计算结果精确到0.1%)解：解：分析表中数据可知，甲、乙、丙三人的实验生成气的质分析表中数据可知，甲、乙、丙三人的实验生成气的质量都是量都是0.3g(如甲为如甲为200g+9g-208.7g0.3g),即各人的实验中都有即各人的实验中都有一种反应物完全反应。由甲、乙数据可知，一种反应物完全反应。由甲、乙数据可知，9g铁样品中的铁完全反铁样品中的铁

18、完全反应，应，甲中的酸过量甲中的酸过量。由乙、丙数据可知，。由乙、丙数据可知，(150g25.4g)124.6g的稀硫酸中的的稀硫酸中的H2SO4完全反应，完全反应，丙中的金属过量丙中的金属过量。综合分析可知。综合分析可知乙乙同学所取用的稀硫酸与铁样品恰好完全反应。同学所取用的稀硫酸与铁样品恰好完全反应。甲甲乙乙丙丙烧杯稀硫酸烧杯稀硫酸200g150g150g加入的铁样品加入的铁样品9g9g14g充分反应后，烧杯剩余物充分反应后，烧杯剩余物208.7g158.7g163.7g解：解：乙反应生成氢气的质量为乙反应生成氢气的质量为150g+9g-158.7g0.3g。设设Fe的质量为的质量为X。F

19、e+H2SO4=FeSO4+H2562X0.3g则则Fe%8.4g9g 100%=93.3%计算样品中铁的质量分数；计算样品中铁的质量分数；答：样品中铁的质量分数为答：样品中铁的质量分数为93.3%。56X20.3g=X=8.4g若生产若生产1000t这种纯度的铁，至这种纯度的铁，至少少需要含氧化铁需要含氧化铁(Fe2O3)80%的赤的赤铁矿多少吨？铁矿多少吨？解：解：需要含氧化铁需要含氧化铁80%的赤铁矿的质量为的赤铁矿的质量为Y。1000t这种纯度的铁含纯铁的质量为这种纯度的铁含纯铁的质量为1000t93.3%930t。3CO+Fe2O32Fe+3CO2=高温高温160112Y80%930t160:112=Y80%:930tY=1666.1t答：答：生产生产1000t这种纯度的铁，至这种纯度的铁，至少少需要含氧化铁需要含氧化铁(Fe2O3)80%的赤铁矿为的赤铁矿为1666.1t。本节课主要讲解了铁生锈的条件和防本节课主要讲解了铁生锈的条件和防止铁生锈的方法及保护金属资源的方止铁生锈的方法及保护金属资源的方法。在探究环节主要才采用了控制变法。在探究环节主要才采用了控制变量和对比的方法，而同学们能够结合量和对比的方法，而同学们能够结合实际生活掌握防止金属生锈的方法。实际生活掌握防止金属生锈的方法。